影像地理坐标定位和配准

专题五 影像地理坐标定位和配准

1.1.专题概述

本专题旨在介绍如何在ENVI中对影像进行地理校正，添加地理坐标，以及如何使用ENVI进行影像到影像的配准和影像到地图的校正。本专题介绍了使用ENVI生成影像地图的步骤，并举例演示说明了全色影像和多光谱影像进行HSV融合的步骤。在开始本专题内容前，我们假定用户已经熟悉了一般影像配准和重采样的概念。完成本专题内容需要1到2个小时。

♦本专题中使用的文件

光盘：《ENVI遥感影像处理专题与实践》附带光盘 #1

路径：envidata/bldr_reg

文件描述

所需的文件

bldr_sp.img Boulder SPOT 带地理坐标的影像子集

bldr_sp.hdr ENVI对应的头文件

bldr_sp.grd Boulder SPOT 地理公里网参数

bldr_sp.ann Boulder SPOT 地图注记

bldr_tm.img Boulder TM 没有地理坐标的影像

bldr_tm.hdr ENVI相应的头文件

bldr_tm.pts TM-SPOT 影像到影像配准中所用的控制点

bldrtm_m.pts TM-Map 影像到地图配准中所用的控制点

bldr_rd.dlg Boulder 道路数字线划图（DLG）

bldrtmsp.grd 融合后的TM-SPOT影像的地图公里网

bldrtmsp.ann 融合后的TM-SPOT影像的注记

生成的文件

bldr_tm1.wrp 使用缩放平移和最近邻重采样法得到的影像到影像的配准结果

bldr_tm1.hdr ENVI 相应的头文件

bldr_tm2.wrp 使用RST和双线性内插重采样法进行的影像到影像的配准结果

bldr_tm2.hdr ENVI 相应的头文件

bldr_tm3.wrp 使用RST和三次卷积重采样法进行的影像到影像的配准结果

bldr_tm3.hdr ENVI 相应的头文件

bldr_tm4.wrp 使用一次多项式和三次卷积重采样法进行的影像到影像的配准结果

bldr_tm4.hdr ENVI 相应的头文件

bldr_tm5.wrp 使用Delaunay三角网和三次卷积重采样法进行的影像到影像配准结果

bldr_tm5.hdr ENVI H相应的头文件

Boulder TM影像到地图的配准结果，使用了RST和三次卷积重采样bldrtm_m.img

法

bldrtm_m.hdr ENVI 相应的头文件

bldrtmsp.img Boulder TM/SPOT 使用HSV融合后的结果，分辨率为10米

bldrtmsp.hdr ENVI 相应的头文件

1.2.E NVI中带地理坐标的影像

ENVI对带地理坐标的影像提供了全面的支持，它能够对许多预定义的地图投影进行处理，这些地图投影可以采用UTM或State Plane投影方式。此外，ENVI的用户自定义地图投影功能能够创建自定义的地图投影，它允许使用6种基本投影类型，超过35种的不同椭球体以及100多种的基准数据集（Datum），来满足大多数地图投影的需要。

ENVI地图投影参数存储在一个ASCII文本文件map_proj.txt中，该文本文件能够被ENVI地图投影工具修改，或者直接被用户编辑。这个文件中的信息会被影像相应的头文件（ENVI Header files）所使用，而且ENVI允许使用已知的地图投影坐标来简单地指定相关联的Magic Pixel（地图坐标系统的起始点）。然后，选择的ENVI函数就能够使用该信息，在带地理坐标的数据空间中进行操作处理。

ENVI的影像配准和几何纠正工具允许用户将基于像素的影像定位到地理坐标上，然后对它们进行几何纠正，使其匹配基准影像的几何信息。使用全分辨率（主影像窗口）和缩放窗口来选择地面控制点（GCPs），进行影像到影像和影像到地图的配准。基准影像和未校正影像的控制点坐标都会显示出来，同时由指定的校正算法所得的误差也会显示出来。地面控制点预测功能能够使对地面控制点的选取简单化。

将使用重采样、缩放比例和平移（这三种方法通称RST），以及多项式函数（多项式系数可以从1到n），或者Delaunay三角网的方法，来对影像进行校正。所支持的重采样方法包括最近邻法（nearest-neighbor）、双线性内插法（bilinear interpolation）和三次卷积法（cubic convolution）。使用ENVI的多重动态链接显示功能对基准影像和校正后的影像进行比较，可以快速地评估配准的精度。

以下部分提供了一些ENVI自带的基于地理坐标的处理功能的例子。请参见《ENVI遥感影像处理实用手册》（ENVI User’s Guide）来获取更多更多的信息。

1.3.带地理坐标的数据和影像地图

本专题的这一部分将使你熟悉ENVI中对带地理坐标的数据的处理，使用地图公里网和注记创建影像地图，并生成输出影像。

♦启动ENVI

启动前，请确认已正确安装ENVI。

z要在UNIX或Macintosh OS X中启动ENVI，请在UNIX命令行中输入envi。

z要在Windows系统中启动ENVI，请双击ENVI的图标。

♦打开并显示SPOT数据

要打开带地理坐标的SPOT数据：

1.从ENVI主菜单中，选择File →Open Image File。

2.当Enter Data Filename文件选择对话框出现后，选择进入envidata目录下的bldr_reg子目

录，从列表中选择bldr_sp.img文件。

3.点击OK。

4.当可用波段列表对话框出现后，点击Gray Scale单选按钮，使用鼠标左键，点击相应的波段名，

从对话框顶部所列波段中选中SPOT波段。所选择的波段名显示在Selected Band:字段区域中。

5.点击Load Band按钮，加载这幅影像到一个新的显示窗口中。

♦修改ENVI头文件中的地图信息

1.在可用波段列表中，右键点击bldr_sp.img文件名下的Map Info图标，从弹出的快捷菜单中选

择Edit Map Information。

Edit Map Information对话框出现在屏幕上。

图5-1：Edit Map Information对话框